Berichtsheft - Deutsche Gesellschaft für Polarforschung eV

ARBEITSKREIS GEOLOGIE UND GEOPHYSIK DER POLARGEBIETE
IN DER
DEUTSCHEN GESELLSCHAFT FÜR POLARFORSCHUNG
34. Arbeitstreffen in Bremen
15./16. April 2011
Überblick mit ausgewählten Beiträgen

Im Arbeitskreis „Geologie und Geophysik der Polargebiete“ innerhalb der Deutschen
Gesellschaft für Polarforschung haben sich an der Arktis und Antarktis interessierte
Geowissenschaftler zusammengeschlossen. Ihr wesentliches Ziel ist es, neben der
gemeinschaftlichen Formulierung und Ausführung polarbezogener geowissenschaftlicher
Forschungsprogramme einen intensiven Informationsaustausch zu pflegen.
Dies geschieht durch jährlich veranstaltete Arbeitstreffen, über die in schriftlicher
Form wie in vorliegendem Heft berichtet wird.
Derzeitige Sprecher des Arbeitskreises sind:
Prof. Dr. Martin Melles
Institut für Geologie und Mineralogie
Universität zu Köln
Zülpicher Str. 49 a
50674 Köln
Dr. Solveig Estrada (Stellvertreterin)
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Stilleweg 2
30655 Hannover
Köln und Hannover, im Juni 2011
2

INHALTSVERZEICHNIS
Vorwort 5
Teilnehmerliste 7
Programm des Arbeitstreffens 9
Kurzfassungen der Beiträge 11
D. Damaske, J. Jacobs &
A. Läufer
V. Damm, K. Berglar &
scientific party
N. Dörr, F. Lisker,
P.D. Clift, A. Carter,
A. Schlegel, K. Schubert,
D. Gee, A. Tebenkov,
M. Jochmann & C. Spiegel
S. Estrada, J. Schlüter,
A. Läufer, F. Lisker,
C. Spiegel, R. Kühn &
K.N. Nitzsche
Geologische und geophysikalische Untersuchungen in Sør
Rondane, östliches Dronning Maud Land, Ostantarktis: GEA I und
GEA II
First Results of the Arctic Cruise ARK-XXV/3 with RV POLAR-
STERN, 01. 08. - 09. 10. 2010
Svalbard: Erosions- und Ablagerungsgeschichte seit dem späten
Mesozoikum
Hinweise auf die panafrikanische Sutur zwischen Ost- und West-
Gondwana durch Moränengesteine im südöstlichen Teil des
zentralen Dronning-Maud-Landes (Projektvorschlag für GEA II)
E. Fahrbach Fahrtplan Polarstern 2011-2014
K. Gohl, G. Uenzelmann-
Neben, G. Kuhn,
A. Lindeque, T. Kalberg,
E. Weigelt & A. Denk
N. John, R. Schöner & R.
Gaupp
A. Läufer, D. Damaske,
C. Gaedicke, F. Lisker &
R. Schöner
Basement and sedimentary architecture of the Amundsen Sea
Embayment: How close do we come to reconstructing West
Antarctica’s glacial history?
Fluviatile Architektur & Provenienzanalyse der Takrouna
Formation in Nord-Viktoria-Land
3
Seite
Koreanisch-deutsche Kooperation in der Rossmeer-Region 27
A. Läufer & D. Damaske Planung der Expedition GANOVEX XI (2012/13): Ein erster
Ausblick
A. Läufer & K. Piepjohn Mittelfristige Planung der Polaraktivitäten der BGR
J. Lindow, C. Spiegel,
F. Lisker & K. Gohl
M. Melles & El´gygytgyn
Scientific Party
J. D. Prenzel, F. Lisker,
M.L. Balestrieri, A. Läufer
& C. Spiegel
F. Riefstahl, S. Estrada,
W. Geissler, W. Jokat,
H. Kämpf, P. Dulski,
R. Naumann & C. Spiegel
Erste Ergebnisse zur Hebungsgeschichte von Marie Byrd Land,
West Antarktis
Das El´gygytgyn-Tiefbohrprojekt in NE-Sibirien: Zweite Ergebnisse
Neue thermochronologische Daten von der Eisenhower Range im
Nord-Viktoria-Land
Provenance of rocks from the Yermak Plateau: Geochemical and
petrographic constraints
11
13
15
19
21
22
24
28
29
32
33
37
39

P. Schindler, G. Jentzsch,
D. Damaske & A. Läufer
C. Spiegel, F. Lisker,
N. Dörr & K. Piepjohn
M.E. Weber, G. Kuhn,
P.U. Clark & D. Sprenk
Untersuchung der Krustenstruktur im Küstenbereich von Nord-
Viktoria-Land, Antarktis, mittels gravimetrischer und magnetischer
3D-Modellierung
Erosion history of the Canadian Arctic margin: First results of the
CASE-11 Expedition
Southern Hemisphere Temperature and Global Sea-Level Rise
Since the Last Glacial Maximum
4
Seite
40
42
44

VORWORT
Nach dem 33. Arbeitstreffen am 06. 09. 2010 im Rahmen der 24. Internationalen Polartagung
in Obergurgl, bei dem aktuelle politische und organisatorische Fragen im Mittelpunkt
standen, war das 34. Treffen des Arbeitskreises wieder von Fachvorträgen und -diskussionen
geprägt.
Es fand am 15. und 16. April 2011 auf Einladung der Mitarbeiter des Fachgebietes „Geodynamik
der Polargebiete“ der Universität Bremen im MARUM statt. Auf dem mit über 40 Teilnehmern
sehr gut besuchten Treffen wurden 24 Vorträge gehalten, bei denen neue Ergebnisse
aus Forschungsprojekten in der Antarktis and Arktis sowie Planungen für zukünftige
Arbeiten vorgestellt wurden. Ein interessanter Vortrag zum Vergleich von Akkretionsorogenen
in Australien und der Antarktis wurde von dem australischen Gastwissenschaftler Glen
Phillips gehalten. Einzelheiten sind der folgenden Tagesordnung und den alphabetisch
geordneten Kurzfassungen der Beiträge zu entnehmen.
In der abschließenden Diskussion ging es vor allem um die neue Strategieschrift des
Arbeitskreises zu den Perspektiven der geowissenschaftlichen Polarforschung. Die Erstellung
einer neuen Strategieschrift war auf dem 31. Arbeitskreistreffen 2009 in Potsdam
beschlossen worden. Das damals gebildete Redaktionsteam hat sich inzwischen mehrmals
getroffen, um die Struktur und den generellen Inhalt der Strategieschrift zu erarbeiten. Die
letzte Zusammenkunft fand unmittelbar vor dem Arbeitstreffen in Bremen statt. Ein erster
Entwurf soll voraussichtlich Ende 2011 an die Mitglieder des Arbeitskreises verschickt
werden.
Des weiteren wurde über das Strategiepapier „Schnelle Veränderungen in der Arktis –
Polarforschung in globaler Verantwortung“ informiert, das unter Koordination von K. Lochte
(AWI) erarbeitet wurde, um die Arktis stärker in den Blickpunkt des Nachhaltigkeits-Schwerpunktes
des BMBF zu stellen. Darüber hinaus wird derzeit vom BMU die Broschüre
„Antarktisvertrag – 30 Jahre Konsultativstatus BRD“ erstellt, die auf dem 34. ATCM in
Buenos Aires im Juni 2011 präsentiert wird. Dieter Fütterer gab einen Rückblick zur ASSW
2011 in Seoul (Korea), wobei er besonders auf die Rolle Russlands in der internationalen
Arktis-Forschung und im IASC einging. Mirko Scheinert informierte über die Möglichkeit,
dass Studenten, die an der ISAES XI in Edinburgh (Juli 2011) teilnehmen, bei der DGP eine
Unterstützung für die Reisekosten beantragen können. Voraussetzung ist eine Mitgliedschaft
in der DGP.
5

Zum Gelingen des Arbeitstreffens hat nicht zuletzt die hervorragende Organisation sowie die
leckere Verpflegung in den Pausen und beim abendlichen Büffet beigetragen, wofür wir dem
Team der Universität Bremen, insbesondere Frank Lisker und Frau Haack ganz herzlich
danken.
Das nächste Treffen wird auf freundliche Einladung von Lothar Viereck-Goette voraussichtlich
am 20. und 21. April 2012 im Jena stattfinden.
Solveig Estrada und Martin Melles
6

T E I L N E H M E R L I S T E
34. Treffen des Arbeitskreises, 15./16. 04. 2011
Name Organisation E-Mail
Berglar, Kai BGR Hannover Kai.Berglar@bgr.de
Breitzke, Monika Uni Bremen monika.breitzke@uni-bremen.de
Castex, Marion Uni Bremen marion.castex@gmail.com
Damaske, Detlef BGR Hannover detlef.damaske@bgr.de
de Vera, Jean-Pierre Paul
DLR, Institut für Planetenforschung
Berlin
7
jean-pierre.devera@dlr.de
Dörr, Nina Uni Bremen ndoerr@uni-bremen.de
Estrada, Solveig BGR Hannover solveig.estrada@bgr.de
Fahrbach, Eberhardt AWI Bremerhaven eberhard.fahrbach@awi.de
Falkowski, Sarah Uni Bremen sfalkowski@uni-bremen.de
Fütterer, Dieter AWI Bremerhaven dieter.fuetterer@awi.de
Gohl, Karsten AWI Bremerhaven karsten.gohl@awi.de
Henjes-Kunst, Friedhelm BGR Hannover friedhelm.henjes-kunst@bgr.de
Hofmann, Julie Uni Bremen julia.hofmann@uni-bremen.de
Huch, Monika Adelheidsdorf mfgeo@t-online.de
Jacobs, Joachim Uni Bergen (NORWEGEN) joachim.jacobs@geo.uib.no
Jentzsch, Gerhard Uni Jena gerhard.jentzsch@uni-jena.de
John, Nadine Uni Jena nadine.john@uni-jena.de
Jokat, Wilfried AWI Bremerhaven wilfried.jokat@awi.de
Kleinschmidt, Schorse Uni Frankfurt kleinschmidt@em.uni-frankfurt.de
Kopsch, Conrad AWI Potsdam conrad.kopsch@awi.de
Kothe, Jürgen BGR Hannover juergen.kothe@bgr.de
Kroner, Uwe TU Bergakademie Freiberg kroner@geo.tu-freiberg.de
Läufer, Andreas BGR Hannover andreas.laeufer@bgr.de
Lindeque, Ansa AWI Bremerhaven ansalique@gmail.com
Lindow, Julia Uni Bremen lindow.julia@uni-bremen.de
Lisker, Frank Uni Bremen flisker@uni-bremen.de
Marcinkowski, Vera BMWi Berlin veramarc@t-online.de
Meisel, Ove Uni Bremen o.meisel@gmx.de

Name Organisation E-Mail
Melles, Martin Uni Köln mmelles@uni-koeln.de
Oerter, Hans AWI Bremerhaven hans.oerter@awi.de
Olesch, Martin Uni Bremen olesch@geopol.uni-bremen.de
Phillips, Glen
The University of Newcastle
(AUSTRALIEN)
8
Glen.Phillips@newcastle.edu.au
Prenzel, Jannis Uni Bremen jprenzel@uni-bremen.de
Reitmayr, Gernot Hannover, ehem. BGR geophys@ymail.com
Riefstahl, Florian Uni Bremen flo_rief@uni-bremen.de
Scheinert, Mirko TU Dresden scheinert@ipg.geo.tu-dresden.de
Schindler, Peter Uni Jena Peter.Schindler@uni-jena.de
Spiegel, Cornelia Uni Bremen cornelia.spiegel@uni-bremen.de
Steinhage, Daniel AWI Bremerhaven Daniel.Steinhage@awi.de
Tessensohn, Franz Adelheidsdorf, ehem. BGR ft.geopolar@t-online.de
Viereck-Goette, Lothar Uni Jena lothar.viereck-goette@uni-jena.de
Wagner, Bernd Uni Köln wagnerb@uni-koeln.de
Weber, Michael Uni Köln michael.weber@uni-koeln.de

Programm
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34. Treffen des Arbeitskreises
"Geologie und Geophysik der Polargebiete"
15./16. April 2011
Ort: MARUM, Universität Bremen
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Freitag 15. April 2011
14:00 MELLES, Martin & Begrüßung, Einführung und Stand Strategieschrift
ESTRADA, Solveig
Generelles und Bipolares
14:15 FAHRBACH, Eberhardt Aktuelle Fahrtplanung des FS "Polarstern"
14:30 LÄUFER, Andreas Mittelfristige Planung der Polaraktivitäten der BGR
14:45 MELLES, Martin DFG-Schwerpunktprogramm "Antarktisforschung" -
aktuelle Antragsrunde
15:00 HUCH, Monika Der AK in der DGP-Internetseite
Arktis
15:15 KRONER, Uwe Paläozoische Plattenkinematik in der Arktis
15:30 DÖRR, Nina Svalbard: Erosion and Deposition seit dem späten
Mesozoikum - Befunde einer gekoppelten Studie
15:45 – 16:15 h K a f f e e p a u s e
16:15 SPIEGEL, Cornelia, Erosionsgeschichte des kanadischen Arktisrandes –
LISKER, F., DÖRR, N. erste Ergebnisse der CASE-11 Expedition
16:30 BERGLAR, Kai, Ergebnisse der Arktisreise ARK-XXV/3 von FS
DAMM, Volkmar Polarstern, 1.8.-9.10.2010
16:45 RIEFSTAHL, Florian Provenance of rocks from the Yermak Plateau:
geochemical and petrographic constrains
17:00 MELLES, Martin Das El´gygytgyn-Tiefbohrprojekt in NE-Sibirien:
zweite Ergebnisse
Antarktis I
17:15 LINDOW, Julia Erste Ergebnisse zur Hebungsgeschichte von Marie
Byrd Land, West Antarktis
17:30 PRENZEL, Jannis Neue thermochronologische Daten vom Nord-Viktoria-
Land von einem vertikalen Profil in der Eisenhower-
Range im Transantarktischen Gebirge (Antarktis)
17:45 JOHN, Nadine Fluviatile Architektur und Provenienzanalyse der
Takrouna Formation in Nord-Viktoria-Land
ab ca. 18:30 Uhr Diskussion am Büffet
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9

Antarktis II
Samstag 16. April 2011
09:00 JENTZSCH, Gerhard Mikrogravimetrische Messungen in Nord-Viktoria-Land,
Antarktis - erste Ergebnisse
09:15 SCHINDLER, Peter Untersuchung der Krustenstruktur im Küstenbereich
von Nord-Viktoria-Land, Antarktis, mittels
gravimetrischer und magnetischer 3D- Modellierung
09:30 PHILLIPS, Glen Geodynamic correlation between northern Victoria
Land and Australia
09:45 VIERECK-GOETTE, Lothar Wie beginnt der Magmatismus einer Large Igneous
Province: der neue palynologische und radiometrische
(U/Pb, Rb/Sr, Ar/Ar) Altersrahmen der Ferrar LIP
10:00 DAMASKE, Detlef, Geologische und geophysikalische Untersuchungen
JACOBS, J., LÄUFER, A. in den Sör Rondane Mountains, Dronning Maud
Land, Ostantarktis: GEA I und GEA II
10:15 ESTRADA, Solveig, Hinweise auf die panafrikanische Sutur zwischen
SCHLÜTER, J., LÄUFER, A., Ost- und West-Gondwana von Moränengesteinen
LISKER, F., SPIEGEL, C., im südöstlichen Teil des zentralen Dronning-Maud-
KÜHN, R., NITZSCHE, N. Landes (Projektvorschlag für GEA II)
10:30 LÄUFER, Andreas, Koreanisch-Deutsche Kooperation in der Rossmeer-
DAMASKE, D., GAEDICKE, C., Region: ein erster Bericht
LISKER, F., SCHÖNER, R.
10:45 – 11:15 h K a f f e e p a u s e
11:15 LÄUFER, Andreas, Planung der Expedition GANOVEX XI (2012/13):
DAMASKE, Detlef ein erster Ausblick
11:30 GOHL, Karsten Basement- und Sedimentaufbau des Amundsen Sea
Embayment: Wie kommen wir der Glazialgeschichte
der Westantarktis näher?
11:45 WEBER, Michael Southern hemisphere temperature and global sea- level
rise since the Last Glacial Maximum
12:00 WAGNER, Bernd,
MELLES, M., BERG, S.,
ORTLEPP, S.
Paläolimnologie in den Dry Valleys
Informationen und Diskussion
12:15 Schwerpunkt: Die neue Strategieschrift des Arbeitskreises
Sonstiges: - BMBF-Papier „Schnelle Veränderungen in der Arktis“
- BMU-Broschüre „Antarktisvertrag – 30 Jahre Konsultativstatus BRD“
- Rückblick ASSW 2011 (27.3.-1.4.2011 in Seoul, Korea)
- Ausblick ISAES XI (10.-15.7.2011 in Edinburgh, Schottland)
E n d e s p ä t e s t e s t e n s u m 13:00 Uhr
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10

KURZFASSUNGEN DER BEITRÄGE
Geologische und geophysikalische Untersuchungen in Sør Rondane, östliches
Dronning Maud Land, Ostantarktis: GEA I und GEA II
Detlef Damaske 1 , Joachim Jacobs 2 & Andreas Läufer 1
1
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR), Stilleweg 2, 30655 Hannover
2
University of Bergen, Norway
Ziel des zwischen BGR und AWI abgeschlossenenem Kooperationsprogramms „Geodynamic
Evolution of East Antarctica – GEA“ ist es, die geologisch-tektonischen Strukturen in
der Ostantarktis im Zusammenhang mit der grenvillischen und panafrikanischen Orogenese
sowie des späteren Zerfalls von Gondwana und der nachfolgenden langfristigen Landschaftsentwicklung
Dronning Maud Lands (DML) zu untersuchen. Neben geologischen Arbeiten
in zugänglichen Gebieten im zentralen und östlichen DML sind es vornehmlich aerogeophysikalische
Vermessungen über den vollständig von Eis bedeckten Gebieten des Hinterlandes
sowie vor der Küste des DML, die zur Klärung der tektonischen Entwicklung
beitragen können.
Geologische Kartierungen sollen mit Strukturen des zentralen DML aerogeophysikalisch
verbunden werden. Die Potenzialfeldmethoden ermöglichen eine regionale Extrapolation der
gefundenen geologischen Strukturen unter dem Eis. Parallel zu den aerogeophysikalischen
Vermessungen sind geologische und bodengeophysikalische Untersuchungen mit Schwerpunkt
in Sør Rondane vorgesehen. Dies sind insbesondere Suszeptibilitätsmessungen,
strukturgeologische Arbeiten und Probennahmen für geo- und thermochronologische Messungen.
Im Südsommer 2010/2011 führte ein erstes Pilotprojekt “GEA I“ in das östliche Dronning
Maud Land mit Schwerpunkt im westlichen Sør Rondane. Die Expedition wurde logistisch
gemeinsam mit dem Alfred-Wegener-Institut sowie dem belgischen Antarktisprogramm
BELARE durchgeführt. Sowohl für einen Teil des Flugprogramms mit der Polar 5 wie auch
für die Geländetätigkeit des geologisch/bodengeophysikalischen Programms diente die belgische
Sommerstation „Princess Elisabeth“ als Basis.
In einem Zeitraum von etwa 4 Wochen konnten in einem Umkreis von 25-30 km von der
Station mehr als 80 verschiedene Gesteinsaufschlüsse besucht werden. Es wurden etwa
250 strukturgeologische Messungen vorgenommen und 113 Gesteinsproben gesammelt. An
der Mehrzahl der geologischen Probenpunkte wurden Suszeptibiltätsmessungen durchgeführt,
insgesamt 163 Messungen (jede bestehend aus mindestens 12 Einzelmessungen). Die
11

Proben mit einem Gesamtgewicht von 400 kg wurden in der Station dokumentiert und mit
der Polar 5 zur Neumayer-Station geflogen und im AWI-Container als Seefracht nach
Bremerhaven verschifft. In den kommenden Monaten sollen in den Laboren in Bergen und
Hannover petrologische, geochronologische und strukturgeologische Analysen durchgeführt
werden. Diese Arbeiten dienen auch der Vorbereitung von GEA II, wo in der Saison 2011/12
ein größeres Geologen-Team gezielt weitere Untersuchungen im Bereich von Sør Rondane
vornehmen wird.
Die Geländetätigkeit wurde hervorragend von der Mannschaft der belgischen Station, die
eine ausgezeichnete Ausgangsbasis für geologische Arbeiten in dieser Region darstellt,
unterstützt. Die bei GEA I beprobten Aufschlüsse wurden sämtlich mit Skidoo angefahren.
Es wurden insgesamt etwa 800 Skidoo-Kilometer an 20 Geländetagen zurückgelegt, täglich
zwischen 20 und 60 km. Weitere Arbeiten erfordern jedoch eine andere Vorgehensweise,
entweder mit Außencamps als Basis für Skidoo-Unternehmungen in der weiteren Umgebung
oder mit Hubschrauberunterstützung zu noch weiter entlegenen, vor allem aber aufgrund der
schwierigen Zugänglichkeit sonst nicht erreichbaren Aufschlüssen. Für GEA II ist ein Einsatz
von 2 Hubschraubern vorgesehen, die als Basis die Princess-Elisabeth-Station nutzen werden.
Die Einrichtung eines Außencamps mit Hilfe der an der Station vorhandenen Logistik ist
ebenfalls möglich.
GEA II umfasst zudem ein umfangreiches Befliegungsprogramm mit der Polar 5, das von
einer Basis an der Küste an der Crown Bay (200 km nördlich von „Princess Elisabeth“)
operieren soll, in der zweiten Saisonhälfte auch von der belgischen Station aus.
Die belgische Antarktis-Station „Princess Elisabeth“ in Sør Rondane.
Im Vordergrund die Magnetik-Basisstation für die Befliegung GEA I.
(Foto: Damaske)
12

First Results of the Arctic Cruise ARK-XXV/3 with RV POLARSTERN,
01. 08. - 09. 10. 2010
Volkmar Damm, Kai Berglar and scientific party
Federal Institute for Geosciences and Natural Resources, Hannover, Germany
The plate boundary between the North America plate and the Greenland plate is still not well
defined and the nature of the ocean-continent transition zone is widely unknown. In summer
2010 a multidisciplinary marine geo-scientific expedition focussing on the Greenland part of
northern Baffin Bay was performed under the direction of the Federal Institute for
Geosciences and Natural Resources Hannover, Germany in cooperation with the Alfred-
Wegener Institute Bremerhaven.
By means of multi-channel seismic, wide-angle seismic, gravimetric and magnetic methods
the structural inventory of the crust in the NW Baffin Bay was investigated. Additionally, heat
flow measurements were done and sediment cores for geochemical and geomicrobiological
analysis were extracted at selected positions along lines across the Greenland continental
margin to be used for basin modelling and for study the on hydrocarbon generation.
Aeromagnetic data were acquired covering part of the marine survey area to investigate
magnetic signatures of the oceanic crust and continental margin. Geological sampling for
geochronological analysis was conducted at selected onshore locations.
In our presentation we give an overview of first results of the expedition with special focus on
multi-channel seismic data, magnetic and gravity data. The syn-rift sediments have been
deposited during two phases and were imaged along several sections of the newly acquired
seismic lines. The Quaternary and late Pliocene glacial deposits are characterized by
prograding sequences on the western shelf and the upper slope. Some lines are showing
that the north-north-west striking Melville Ridge is a compressional structure generated by
thrusting of Melville Graben sedimentary fill on the western edge of the graben, possibly
caused by strike slip faulting active during the northward movement of Greenland in the
second drift phase starting in the Eocene. The seismic and magnetic signatures allow
identifying the continent ocean boundary. At some segments of the crustal margin the
opening of the Baffin Bay could be associated with volcanic activity.
13

Location of survey data during cruise ARK-XXV/3 of RV POLARSTERN
14

Svalbard: Erosions- und Ablagerungsgeschichte seit dem späten Mesozoikum
Dörr, N. 1 , Lisker, F. 1 , Clift, P.D. 2 , Carter, A. 3 , Schlegel, A. 1 , Schubert, K. 1 , Gee, D. 4 ,
Tebenkov, A. 5 , Jochmann, M. 6 & Spiegel, C. 1
1 Universität Bremen, Geodynamik der Polargebiete, Bremen, Deutschland
2 University of Aberdeen, Department of Geology and Petroleum Geology, Aberdeen, UK
3 University of London, School of Earth Sciences, Birkbeck College, UK
4 University of Uppsala, Department of Earth Sciences, Uppsala, Schweden
5 Polar Marine Geological Research Expedition, St. Petersburg, Russland
6 Store Norske Spitsbergen Grubekompani, Svalbard, Norwegen
Seit dem Mesozoikum befand sich Svalbard mehrfach im Bereich eines passiven Kontinentalrandes
und war zudem während des Paläogens besonders durch die Bildung des West-
Spitzbergen-Faltengürtels von der Eureka-Orogenese betroffen. Aus dieser Konstellation
resultiert eine besondere Bedeutung Svalbards für die mesozoisch-känozoische tektonische
Rekonstruktion der Arktis. Svalbard kann in drei Domänen unterteilt werden:
(i) den paläogenen West-Spitzbergen-Faltengürtel;
(ii) das zentrale Tertiärbecken im Vorland des Faltengürtels; und
(iii) die in Nord-Svalbard aufgeschlossenen Grundgebirgseinheiten, die von großen N-S-
Störungszonen durchzogen sind.
West-Svalbard ist durch eine alpine Morphologie gekennzeichnet, die auf die eozänoligozäne
Exhumierung des West-Spitzbergen-Faltengürtels infolge orogener Prozesse
zurückzuführen ist (Blythe und Kleinspehn, 1998). Dem gegenüber ist Zentral- und Nord-
Svalbard durch eine eher flache Morphologie gekennzeichnet, die auf keinen orogenen
Bezug hinweist. Da jedoch keine post-devonischen Sedimente in Nord-Svalbard erhalten
sind, schließt sich die Frage an, wann die Exhumierung der dortigen Grundgebirgseinheiten
stattgefunden und inwieweit die Eureka-Orogenese eine Rolle gespielt hat. Ebenfalls ungeklärt
ist der Einfluss der Bildung umliegender mesozoischer und känozoischer Ozeanbecken
auf die Exhumierung Nord-Svalbards. Im Zentralbecken, wo paläozoische bis känozoischen
Sedimentfolgen prä-devonisches Grundgebirge überlagern, gibt es Hinweise, dass Nord-
Svalbard im späten Mesozoikum und Paläozän als Sedimentliefergebiet für das Zentralbecken
diente. Die Präsenz eozäner kohleführender Schichten an der heutigen Erosionsoberfläche
des Beckens weist auf eine signifikante känozoische Aufheizung (Versenkung)
und spät-känozoische Erosion des Zentralbeckens hin. Allerdings sind sowohl Versenkungsbetrag
als auch Zeit und Verlauf der Erosion kaum belegt. Aus der Exhumierungsgeschichte
Nord-Svalbards können Anhaltspunkte über die bisher schlecht abgegrenzte räumliche Ausdehnung
und den genauen zeitlichen Rahmen der Eureka Orogenese abgeleitet werden.
Außerdem liefern Erkenntnisse über das Sedimentlieferpotential Nord-Svalbards zusammen
mit der Exhumierungsgeschichte des Zentralbeckens und des West-Spitzbergen-Faltengür-
15

tels wichtige Hinweise für die spät-känozoische Erosionsgeschichte des nordwestlichen
Barents-Schelfs.
Um die oben genannten Fragepunkte näher zu beleuchten, haben wir zum einen Apatit-
Spaltspur- (AFT) und (U-Th-Sm)/He- (AHe) Analysen an Oberflächenproben aus Nord-Svalbard
angewandt. Durch die Kombination beider Methoden kann die thermische Entwicklung
eines Krustenblockes in etwa 1,3 bis 6 km Tiefe rekonstruiert werden. Zum anderen wurden,
ergänzend zu AFT- und AHe-Analysen, Vitrinitreflektanzmessungen (VR) und tonmineralogische
Analysen an den paläozän-eozänen Beckensedimenten aus Bohrkernen des Zentralbeckens
durchgeführt. Anhand dieser Methoden kann die maximale Aufheizung der
Beckensedimente abgeschätzt werden.
Die AFT- (62 ± 5 bis 214 ± 10 Ma) und AHe- (48 ± 6 bis 135 ± 9 Ma) Alter sowie assoziierte
Proxy-Daten zeigen, dass die nördlichen Svalbard-Provinzen vom Frühen Jura bis in die
Späte Kreide zwar mit einem ähnlichen Muster, aber zu unterschiedlichen Zeiten und mit
unterschiedlichen Raten exhumierten. Die Freilegung Nord-Svalbards fand damit im Vergleich
zur eozän-oligozänen Exhumierung des West-Spitzbergen-Faltengürtels (Blythe und
Kleinspehn, 1998) sehr viel früher statt. Wir schließen daraus, dass die vorwiegend mesozoische
Exhumierung Nord-Svalbards mit der Bildung des Amerasischen Beckens und der
einhergehenden Kontinentalrand-Tektonik zusammenhängt. Nord-Svalbard wurde seit dem
Frühen Jura um maximal 6 km exhumiert, einschließlich 1,3 km seit der Späten Kreide.
Durch die geringen Erosionsraten ist keine thermische Signatur der Eureka-Orogenese und/
oder der känozoischen Beckenbildungen überliefert, was darauf hinweist, dass keiner dieser
Prozesse zu erheblicher Erosion im Bereich Nord-Svalbards geführt hat. Unsere Studie zeigt
allerdings auch, dass Teile Nord-Svalbards durch Aktivitäten entlang der N-S streichenden
Störungszonen zwischen 80 und 60 Ma exhumiert wurden. Dies steht vermutlich im Zusammenhang
mit der Eureka-Orogenese. Somit dürfte die eurekanische Deformation wesentlich
früher eingesetzt haben als in den meisten tektonischen Modellen bislang angenommen.
Zwar weist das Auftreten paläozän-eozäner Kohlelagen im Zentralbecken auf eine substantielle
Aufheizung der Sedimente hin, die Apatit-Spaltspuren unserer Bohrkernproben zeigen
jedoch nur eine partielle Überprägung des Systems an. Die jungen AHe-Alter von 10 ± 1 bis
29 ± 3 Ma belegen aber eine komplette Überprägung des AHe-Systems. Über die Korrelation
der beiden thermochronologischen Systeme lassen sich maximale Versenkungstemperaturen
zwischen 80° und 120°C ableiten. Dies stimmt mit Paläo-Temperaturen aus den VR-
Daten (85°–127°C) und tonmineralogischen Analysen (80°–120°C) sehr gut überein. Aus
den VR-Daten wurde ein paläo-geothermischer Gradient von 47°C/km ermittelt, wodurch
maximale Versenkungstiefen der obersten eozänen Schichten und der Tertiärbasis auf
~1,9 km bzw. ~2,6 km begrenzt sind. Dies wiederum liegt im Rahmen der Isopachen, die
16

Manum und Throndsen (1978) aus VR-Daten der heutigen Randbereiche des Zentralbeckens
gewonnen haben. Da die heutige Erosionsoberfläche des Zentralbeckens durch die
eozänen kohleführenden Schichten aufgebaut wird und die Deposition im Zentralbecken im
Mitteloligozän geendet hat (Harland, 1997), müssen demnach die eozän-oligozänen Schichten
im Becken etwa ~2 km mächtiger gewesen sein als heute.
Literatur:
Blythe, A.E., Kleinspehn, K.L., 1998. Tectonically versus climatically driven Cenozoic exhumation of
the Eurasian plate margin, Svalbard: Fission track analyses. Tectonics 17, 621-639.
Harland, W.B., 1997. The Geology of Svalbard, in: Fleet, A.J. (Ed.). The Geological Society London.
Manum, S.B., Throndsen, T., 1978. Dispersed organic matter (kerogen) in the Spitsbergen Tertiary.
Norsk Polarinstitutt Arbok 1977, 179-187.
17

Hinweise auf die panafrikanische Sutur zwischen Ost- und West-Gondwana
durch Moränengesteine im südöstlichen Teil des zentralen Dronning-Maud-
Landes (Projektvorschlag für GEA II)
Solveig Estrada 1 , Jochen Schlüter 2 , Andreas Läufer 1 , Frank Lisker 3 , Cornelia Spiegel 3 ,
Rebecca Kühn 3 & Kai Nils Nitzsche 3
1 Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe, Hannover
2 Mineralogisches Museum, Universität Hamburg
3 Universität Bremen
Während der Queenmet-Expedition der BGR in das südöstliche zentrale Dronning-Maud-
Land (DML) 2007/2008 wurde neben der Meteoritensuche auch eine Beprobung der bis
dahin noch unbesuchten Nunataks und Moränengesteine im Steingarden-Gebiet durchgeführt.
Diese von Jochen Schlüter genommenen Gesteinsproben sind im Nationalen Polarprobenarchiv
an der BGR gelagert und wurden erstmal im Rahmen von zwei Bachelor-
Arbeiten der Uni Bremen (R. Kühn, K. N. Nitzsche) petrographisch untersucht. Die Nunataks
werden von gebänderten Gneisen und Amphiboliten sowie untergeordnet Marmor gebildet.
Orthopyroxen-Relikte zeigen eine granulitfazielle Metamorphose an. In den Moränen wurden
neben Gneisen und Amphiboliten sowie spät- bis post-tektonischen Intrusiva (Granit,
Charnockit, Alkali-Ganggesteine), wie sie aus dem zentralen DML und Sør Rondane bekannt
sind, auch Metasedimente gefunden. Letztere umfassen Graphit- und Pyrit-reiche Schwarzschiefer
und sind teilweise durch das Vorkommen von grünem, Vanadium-führenden Muskovit
gekennzeichnet. Derartige Gesteine wurden bisher nicht aus dem zentralen DML beschrieben.
Jedoch kommen Vanadium-reiche Minerale (wie Granat) in höher metamorphen
Graphit-führenden Gesteinen in Sør Rondane sowie an anderen Stellen des panafrikanischen
Ostafrikanisch-Antarktischen Orogens (Kenia/Tansania) vor (Osanai et al. 1990).
Das Steingarden-Gebiet befindet sich in einem Bereich des DML, in dem die Grenze
zwischen West- und Ost-Gondwana vermutet wird (Abb. 1). Die Metasedimente vom
Schwarzschiefertyp in der Moräne entstammen einem Gebiet südlich von Steingarden und
wurden vermutlich ursprünglich am Rande des Ostantarktischen Kratons gebildet. Die
Grenze zwischen West- und Ost-Gondwana könnte somit zwischen Sør Rondane und
zentralem DML, südlich von Steingarden, verlaufen (Schlüter et al., in press).
Zur Verifizierung dieses Modells sind radiometrische Altersbestimmungen und geochemische
Untersuchungen nötig. Dazu werden größere Mengen an Probenmaterial als die derzeit
vorhandenen Belegstücke benötigt. Die geplante BGR-Expedition GEA II (2011/12) nach Sør
Rondane bietet die logistische Möglichkeit, das Steingarden-Gebiet mittels Helikopter zu erreichen
und eine intensive Beprobung sowohl der Moränen als auch weiterer, noch nicht
besuchter Nunataks im Steingarden-Gebiet durchzuführen.
18

Literatur:
Grunow, A., Hanson, R. & Wilson, T. (1996): Were aspects of Pan-African deformation linked to
Iapetus opening? - Geology, 24: 1063-1066.
Helferich, S., Läufer, A.L., Henjes-Kunst, F. & Kleinschmidt, G. (2004): Pan-African events in southern
Kirwanveggen (western Dronning Maud Land, Antarctica) – evidence from structural geology and
geochronology. - Z. dt. geol. Ges., 154: 453-468.
Jacobs, J., Fanning, C. M., Henjes-Kunst, F., Olesch, M. & Paech, H.-J. (1998): Continuation of the
Mozambique Belt into East Antarctica: Grenville-Age Metamorphism and Polyphase Pan-African
High-Grade Events in Central Dronning Maud Land. - Journal of Geology, 106: 385-406.
Moyes, A.B., Barton, J.M. & Groenewald, P.W. (1993): Late Proterozoic to Early Palaeozoic tectonism
in Dronning Maud Land, Antarctica: supercontinental fragmentation and amalgamation. - J. Geol.
Soc. London, 150: 833-842.
Osanai, Y., Ueno, T., Tsuchiya, N. Takahashi, Y., Tainosho,Y. & Shiraishi, K. (1990): Finding of
vanadium-bearing garnet from the Sør Rondane Mountains, East Antarctica. – Antarctic Record,
34: 279-291.
Schlüter, J., Estrada, S., Lisker, F., Läufer, A., Kühn, R., Nitzsche, K.N. & Spiegel, C. (in press): First
petrographical description of rock occurrences in the Steingarden area, Dronning Maud Land,
East Antarctica. – Polarforschung.
Shackleton, R.M. (1996): The final collision zone between East and West Gondwana: where is it? -
Pergamon, 23: 271-287.
Shiraishi, K., Ellis, D.J., Hiroi, Y., Fanning, C.M., Motoyoshi, Y. & Nakai, Y. (1994): Cambrian orogenic
belt in East Antarctica and Sri Lanka: implications for Gondwana assembly. - J. Geology, 102: 47-
65.
Abb. 1: Rekonstruktion des Superkontinents Gondwana vor ca. 500 Ma mit der Position von
Steingarden. Modifiziert von Helferich et al. (2004). Verschiedene Möglichkeiten des Verlaufs
der Sutur zwischen West- und Ost-Gondwana: (1) Shackleton (1996), (2) Jacobs et al. (1998),
(3) Moyes et al. (1993), (4) Grunow et al. (1996) und Shiraishi et al. (1994).
19

Fahrtplan Polarstern 2011-2014
Eberhard Fahrbach
Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft
Messende Ozeanographie
Postfach 120161, D-27515 Bremerhaven
Der gegenwärtige Fahrtplan der Polarstern wurde im Rahmen des im Folgenden beschriebenen
Planungsablaufs erstellt. In der ersten Phase wurde zur Abgabe von Voranträgen mit
Abgabetermin vom 1. September 2009 aufgerufen. Die Voranträge überstiegen das umsetzbare
Antragsvolumen etwa um das Dreifache. Daher wurden regionale Schwerpunkte für die
Abgabe der Vollanträge vorgegeben. Zur Abgabe der Vollanträge wurde mit Termin vom 1.
Dezember 2009 gebeten.
Es wurden 25 Vollanträge für die Arktis und 39 für die Antarktis eingereicht. Die Anträge sind
von stark unterschiedlichem Umfang. Zum Teil wird ein gesamter Fahrtabschnitt mit 55 Wissenschaftlerplätzen
und 60 Tage Dauer beantragt, zum Teil aber auch nur die Teilnahme
von einer oder zwei Personen mit wenigen Tagen Stationszeit an einem regional orientierten
Fahrtabschnitt. Für jeden Antrag wurden zwei Gutachten erstellt. Bei stark abweichender
Bewertung erfolgte ein drittes Gutachten. Im Ganzen waren 17 Mitglieder des Nutzerbeirats
und 22 externe Gutachter beteiligt. Nur 10 Anträge wurden abgelehnt, wobei 6 aus regionalen
Gründen nicht berücksichtigt werden konnten. Bei mehreren Anträgen wurden Nachbesserungen
gefordert. Auf der Grundlage der begutachteten Anträge wurde ein Entwurf des
Fahrtplans 2011-2014 erstellt. Durch die Zusammenfassung einzelner Projekte in Fahrtabschnitte
konnten die Transferzeiten verringert und Synergien bei Doppelbeantragungen gleicher
Arbeiten z.B. von CTD-Stationen im physikalischen und biologischen Antrag genutzt
werden. Damit verblieben 1442 Tage beantragter Zeit im Vergleich zu 1210 Tagen verfügbarer
Zeit. Der beantragte Zeitbedarf überstieg die verfügbare Schiffszeit noch um ca. 20 %.
Aufgrund von Hafentagen, der Versorgung von Neumayer und Überfahrten erhöhte sich die
Überbuchungsrate von 20% auf ca. 35%. Die Anpassung erfolgte durch proportionale
Kürzung aller Projekte im Rahmen der logistischen Randbedingungen. Der Nutzerbeirat der
der Polarstern diskutierte die Vorlage am 3. Mai 2010 und akzeptierte die Vorlage mit
geringen Änderungen unter der Voraussetzung, dass die eingeforderten Nachbesserungen
einiger Anträge zufriedenstellend erfolgen würden. Dies ist zwischenzeitlich erfolgt, so dass
der neue Fahrtplan im Netz veröffentlicht wurde und gegenwärtig abgearbeitet wird. Nachrück-Anträge
können noch abgegeben werden und werden im Rahmen der logistischen Umsetzbarkeit
berücksichtigt. Ein neuer Aufruf zur Abgabe von Anträgen wird voraussichtlich im
späten Winter 2011/2012 erfolgen.
Der aktuelle Plan ist unter folgender Web-Adresse zu finden:
http://www.awi.de/de/infrastruktur/schiffe/polarstern/
20

Basement and sedimentary architecture of the Amundsen Sea Embayment:
How close do we come to reconstructing West Antarctica’s glacial history?
Karsten Gohl, Gabriele Uenzelmann-Neben, Gerhard Kuhn, Ansa Lindeque, Thomas
Kalberg, Estella Weigelt & Astrid Denk
Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung, Bremerhaven; karsten.gohl@awi.de
Recent melt and retreat rates of glacier systems in the Amundsen Sea Embayment and, in
particular, Pine Island Bay have placed this region into focus for predicting the dynamics of
the West Antarctic Ice Sheet and sea-level rise (e.g. Pritchard et al., 2009). Observations of
bathymetric features of the continental shelf of the Amundsen Sea Embayment and
identification of tectonic lineaments from geophysical mapping indicate that erosional
processes of paleo-ice stream flows across the continental shelf followed basement
lineaments inherited from the tectonic history since the Cretaceous breakup between New
Zealand and West Antarctica (Gohl, 2011). For instance, east-west oriented basement trends
correlate with coastline trends and overlay tectonic lineaments caused by former rift
activities. Directional trends in northwest-southeast orientation are observed for the glacial
troughs of the western embayment outer shelf, the western Pine Island Bay coastal zones,
and the inner Pine Island glacial trough and are superposed on a distributed southern plate
boundary zone of the former Bellingshausen Plate. The north-south trend of the main Pine
Island glacial trough and the NNE-trend of the Abbot Ice Shelf trough follow the predicted
lineation trend of an eastern branch of the West Antarctic Rift System extending from the
Thwaites drainage basin northward into Pine Island Bay. An understanding of this context
helps constrain the geometries and sea-bed substrate conditions for regional paleo-ice sheet
models (Graham et al., 2009).
The sedimentary architecture of continental shelf and slope represents stages of the glacial
history from early glaciation to the last glacial period (e.g. Lowe & Anderson, 2002; Weigelt et
al., 2009). A new large dataset of seismic profiles collected on the shelf, slope and rise
provides new insight into the glacio-marine processes. The data reveal an heterogeneous
outer shelf with areas of pronounced progradation while other areas lack this deposition type
almost entirely. In some parts, sediments deposited across the shelf break enlarged the
outer shelf by up to 60 km oceanward. Major glacial troughs – systems of ice streams flow –
have repeatedly shifted position, width and direction since early glaciation. These deep
troughs are significant for incursions of Circum-Polar Deep Water onto the shelf. Observed
grounding zone wedges indicate stages when grounding zones where stationary for some
time. These observations show that ice sheet advances on the shelf have constantly altered
throughout glacial cycles. Although chronological control of the strata is still missing, we will
21

present a first seismic horizon-stratigraphic model for the Amundsen Sea Embayment, which
will serve as a base for understanding processes of glacial advance and retreat.
Fig. 1: Models of ice sheet extent and retreat paths in the Amundsen Sea Embayment at the last
glacial maximum at about 20 k.y. and at 12 k.y., partly following with tectonic lineaments
(Gohl, 2011). Retreat ages are from cosmogenic exposure dates by Johnson et al. (2008) and
microfossil analyses by Lowe and Anderson (2002) and Hillenbrand et al. (2009). Arrows
indicate major ice stream flow directions and are colored according to drainage basin groups.
The bathymetric/topographic compilation is from Nitsche et al. (2007).
References:
Gohl, K. (2011). Basement tectonics and ice sheet dynamics in the Amundsen Sea Embayment, West
Antarctica; Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology,
doi:10.1016/j.palaeo.2011.02.022.
Graham, A.G.C., Larter, R.D., Gohl, K., Hillenbrand, C.-D., Smith, J.A., Kuhn, G. (2009.) Bedform
signature of a West Antarctic palaeo-ice stream reveals a multi-temporal record of flow and
substrate control. Quaternary Science Reviews, 28, 2774-2793,
doi:10.1016/j.quascirev.2009.07.003.
Hillenbrand, C.-D., Smith, J.A., Kuhn, G., Esper, O., Gersonde, R., Larter, R.D., Maher, B., Moreton,
S.G., Shimmield, T.M., Korte, M. (2009). Age assignment of a diatomaceous ooze deposited in
the western Amundsen Sea Embayment after the Last Glacial Maximum. Journal of Quaternary
Sciences, doi:10.1002/jqs.1308.
Johnson, J.S., Bentley, M.J., Gohl, K. (2008). First exposure ages from the Amundsen Sea
embayment, West Antarctica: the late Quaternary context for recent thinning of Pine Island, Smith
and Pope Glaciers. Geology, 36, 223-226, doi:10.1130/G24207A.1.
Lowe, A.L., Anderson, J.B. (2002). Reconstruction of the West Antarctic ice sheet in Pine Island Bay
during the Last Glacial Maximum and its subsequent retreat history. Quaternary Science
Reviews, 21, 1879-1897.
Nitsche, F.O., Jacobs, S., Larter, R.D., Gohl, K. (2007). Bathymetry of the Amundsen Sea Continental
Shelf: Implications for Geology, Oceanography, and Glaciology. Geochemistry Geophysics
Geosystems, 8, Q10009, doi:10.1029/2007GC001694.
Pritchard, H.D., Arthern, R.J., Vaughan, D.G., Edwards, L.A. (2009). Extensive dynamic thinning on
the margins of the Greenland and Antarctic ice sheets. Nature, 461, doi:10.1038/nature08471.
Weigelt, E., Gohl, K., Uenzelmann-Neben, G., Larter, R.D. (2009). Late Cenozoic ice sheet cyclicity in
the western Amundsen Sea Embayment – Evidence from seismic records. Global and Planetary
Change, 69, 162-169, doi:10.1016/j.gloplacha.2009.07.004.
22

Fluviatile Architektur & Provenienzanalyse der Takrouna Formation in Nord-
Viktoria-Land
Nadine John 1 , Robert Schöner 2 & Reinhard Gaupp 1
1
Institut für Geowissenschaften, Friedrich-Schiller-Universität Jena, Burgweg 11, D-07749
Jena; Nadine.John@uni-jena.de
2
Geozentrum Nordbayern, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg,
Schlossgarten 5, D-91054 Erlangen
Während der Expedition GANOVEX X, die im australischen Sommer 2009/2010 stattfand,
erfolgte die gezielte Beprobung und Untersuchung der sedimentären Abfolge der Takrouna
Formation im nördlichen Teil Nord-Viktoria-Landes. Dabei wurden detaillierte, sedimentologische
Profile in den Helliwell Hills, der Morozumi Range, der Alamein Range und im Neall
Massif bearbeitet. Außerdem konnten Aufschlüsse in den südlichen Freyberg Mountains, in
der Lanterman Range und in den Retreat Hills beprobt werden, wodurch das Untersuchungsgebiet
eine gesamte Ausdehnung von etwa 125 km in E-W Richtung und ca. 160 km in N-S-
Richtung umfasst.
23
Abb.1:
Die Übersichtskarte des Nord-Viktoria-Landes
zeigt die Lokation des Untersuchungsgebietes.
(erstellt unter Verwendung der Sattelitenbilder
von USGS-LIMA, 2009)
Ein Hauptaugenmerk dieses Projektes stellt die Beschreibung der zeitlichen und räumlichen
Entwicklung der fluviatilen Takrouna Formation in Nord-Viktoria-Land dar. Bisherige Vorstellungen
gehen davon aus, dass die Ablagerungen Teil eines kontinentalen Beckensystems

sind, welches sich von Süd-Viktoria-Land bis nach Tasmanien erstreckte (Barrett, 1991;
Collinson et al., 1994). Die Sedimente der Takrouna Formation umfassen eine etwa 300 m
mächtige klastische Abfolge, die von Sandstein dominiert wird, sowie aus fein- bis mittelkiesigen
Konglomeraten und kohligen Peliten besteht. Die stratigraphische Einordnung der
Abfolge in das Perm wird durch das Auftreten der Glossopteris Flora bekräftigt. Messungen
von Paläoströmungsrichtungen deuten einen Transport der Sedimente in Richtung West bis
Nordwest an.
Die fluviatile Abfolge der Takrouna Formation geht aus bis zu 60 m mächtigen Diamiktitablagerungen
hervor oder überlagert diskordant prä-permisches Basement, bestehend aus
schwach metamorphen Sedimentgesteinen und intrusiven Magmatiten des Wilson und
Bowers Terranes. Die verschiedenen Bereiche der Abfolge lassen sich aufgrund ihrer
Fazies-Assoziationen und deren Architekturlemente näher charakterisieren. Fein- bis mittelkiesige
Konglomerate und grobe Sandsteine bilden die Basis der Abfolge. Diese grobklastischen
Ablagerungen bestehen aus multilateral gestapelten Rinnenkörpern mit sub-horizontalen
erosiven Grenzen, die als schwach sinuoses, hoch energetisches Zopfstromsystem
interpretiert werden können. Die Ablagerung feinklastischer Sedimente ist nur in abgeschnittenen,
schwach durchflossenen Bereichen möglich, welche in dem hoch energetischen Ablagerungsraum
kaum Erhaltungspotential haben. Die weitere Abfolge wird dominiert von
grob- bis mittelkörnigen Sandsteinen sowie kohligen Peliten mit vereinzelten Kohlelagen. Der
Anteil an grobklastischen Komponenten nimmt in diesem Teil deutlich ab, und es entwickelt
sich eine durch Mittelsand dominierte Abfolge. Eine graduelle Veränderung der Architekturelemente
der fluviatilen Sedimente ist zudem zu beobachten. Feinklastischere Ablagerungen
werden häufiger und großmaßstäblich schwach geneigte Schichtflächen, die als
laterale Akkretion an Gleithängen ausgelegt werden kann, dominieren. Im zentralen sowie im
oberen Teil sind Einheiten eingeschaltet, die aus groben Sandsteinen und feinkiesigen
Konglomeraten bestehen. Ähnlich wie im basalen Teil der Abfolge sind Amalgamationen von
Strominseln sowie intern erosive Grenzflächen charakteristisch.
Aufgrund einer detallierten Beschreibung der Fazies und Architektur der Sedimente können
die einzelnen, bis zu 30 km entfernten Profile zunächst lithostratigraphisch korreliert werden.
Das Auftreten von Paläoböden und authigenem Kalzit und Gips in bestimmten Bereichen der
Abfolge unterstützt zum Einen die Korrelation und lässt zum Anderen Rückschlüsse auf
externe Veränderungen im Ablagerungsraum zu.
Ein weiterer Schwerpunkt dieser Arbeit liegt in der Herkunft der Siliziklastika. Zunächst
wurden die Schwermineralspektren ausgewählter Profile untersucht. Die Schwerminerale
Turmalin, Rutil und Zirkon dominieren die Zusammensetzung der Helliwell Hills und der
Morozumi Range. Stratigraphisch höhere Bereiche in diesen Gebieten zeigen das
24

zunehmende Auftreten von Granat im Schwermineralspektrum. Im Gegensatz dazu ist über
den gesamten stratigraphischen Bereich des Neall Massifs Granat, neben den Mineralen
Zirkon, Turmalin und dem weniger dominanten Rutil, ein Hauptbestandteil. Bisherige
Ergebnisse deuten auf eher lokale Einzugsgebiete der Sedimente zu Beginn der
Sedimentation hin. Mit der Zeit scheinen sich jedoch die Herkunftsgebiete zu mischen. Um
nähere Aussagen über die Herkunft der einzelnen Schwerminerale treffen zu können, sind
unter anderem geochemische Varietätsanalysen, aber auch das Datieren von detritischen
Zirkonen geplant.
Literatur:
Barrett, P.J. (1991): The Devonian to Jurassic Beacon Supergroup of the Transantarctic Mountains
and correlatives in other parts of Antarctica.- In: R.J. TINGEY (ed.), The geology of Antarctica.
Oxford University Press, Oxford, pp. 120-152.
Collinson, J.W., Isbell, J.L., Elliot, D.H., Miller, M.F., Miller, J.M.G. & Veevers, J.J. (1994): Permian-
Triassic Transantarctic basin.- In: J.J. VEEVERS & C.M. POWELL (eds.), Permian-Triassic
Pangean basins and foldbelts along the Panthalassan margin of Gondwanaland, Geol. Soc.
Am. Mem. 184: 173-222.
USGS-LIMA (2009): http://lima.usgs.gov. Publication date 04/2009.
25

Koreanisch-deutsche Kooperation in der Rossmeer-Region
Andreas Läufer 1 , Detlef Damaske 1 , Christoph Gaedicke 1 , Frank Lisker 2 & Robert Schöner 3
1 Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR), Hannover
2 FB Geowissenschaften, Universität Bremen
3 Geozentrum Nordbayern, Universität Erlangen
Im Rahmen des 33. Konsultativtreffens der Antarktisvertragsstaaten (ATCM 33, Punta del
Este/Uruguay, 03.-14. Mai 2010) berichtete Südkorea über Indienststellung und Jungfernfahrt
ihres neuen Eisbrechers „Araon“ und über Pläne, eine neue Überwinterungsstation an
der Terra Nova Bucht in unmittelbarer Nachbarschaft der Gondwana-Station der BGR zu errichten.
Der Bau der Station soll nach Abschluss der Umweltverträglichkeitsstudie und der
Genehmigung durch die Antarktisvertragsstaatenkonferenz in der Saison 2012/13 beginnen
nach derzeitiger Planung 2014/15 abgeschlossen sein.
Im Rahmen eines ersten Besuchs von Vertretern des Korea Polar Research Institute
(KOPRI) in der BGR im Juni 2010 wurden diese Pläne näher erläutert und das prinzipielle
Interesse beider Seiten an einer engeren logistischen und wissenschaftlichen Kooperation im
Rossmeergebiet der Antarktis geäußert. Basierend auf ihrer langjährigen Erfahrung in der
Terra Nova Bucht bot die BGR Unterstützung an, Südkorea bei der Umsetzung der Pläne zur
Errichtung einer permanenten koreanischen Station zu unterstützen. Beide Parteien kamen
überein, die Kooperation zwischen KOPRI und BGR in einem gemeinsamen Memorandum
of Understanding (MoU) zu regeln.
Als erster wichtiger Schritt wurde beschlossen, einen Workshop durchzuführen, welcher
schließlich vom 03.-05. November am KOPRI in Incheon, Südkorea, stattfand. Er sollte im
Wesentlichen dazu dienen, gemeinsame wissenschaftliche und logistische Ziele zu. Dieser
Workshop, der den Titel „Geology of the Ross Sea Area - Perspectives for Korean-German
Research in Antarctica“ trug, hatte innerhalb des KOPRI einen relativ hohen Stellenwert.
Die deutschen und koreanischen Forschungsinteressen im Bereich des Rossmeeres und im
Nord-Viktoria-Land der Antarktis ergänzen sich in vielen Bereichen. Beide Seiten haben den
Wunsch signalisiert, zukünftig bei wissenschaftlichen Projekten zu kooperieren, wo dies
möglich und sinnvoll ist, und sich bei der Bewältigung der logistischen Herausforderungen
gegenseitig zu unterstützen. Eine für alle Teilnehmer gemeinsame Folgeaktivität ist die Planung
und Durchführung der von der BGR und KOPRI gemeinsam organisierten Antarktis-
Expedition GANOVEX XI in der Saison 2012/13.
26

Planung der Expedition GANOVEX XI (2012/13): Ein erster Ausblick
Andreas Läufer & Detlef Damaske
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR), Stilleweg 2, 30655 Hannover
Nach insgesamt zehn Expeditionen des GANOVEX-Programms seit 1979 (German Antarctic
North Victoria Land Expedition) plant die BGR für den Südsommer 2012/13 mit GANOVEX
XI ihre elfte Expedition in das nördliche Viktoria Land. Die Arbeiten werden wiederum ein
umfangreiches, multidisziplinäres geologisches und geophysikalisches Forschungsprogramm
beinhalten. Der wissenschaftliche Schwerpunkt wird wie auch während der ersten
zehn Expeditionen auf den Geowissenschaften und insbesondere der Festgesteinsgeologie
(„hard rock geology“) liegen. Dem Modell von GANOVEX X folgend, wird die BGR aber
erneut Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus anderen Disziplinen die Gelegenheit
geben, Projektvorschläge einzubringen und diese dann nach Prüfung in das Gesamtprogramm
integrieren. Wie auch während der beiden Vorläufer-Expeditionen wird Hauptbasis
die Gondwana-Station sein. Logistischer und wissenschaftlicher Hauptkooperationspartner
ist diesmal voraussichtlich das Korean Polar Research Institute (KOPRI); Südkorea wird in
unmittelbarer Nachbarschaft zur Gondwana Station ihre neue Überwinterungsstation „Jang
Bogo“ errichten. Es ist im Augenblick geplant, dass ein größeres Basislager im Bereich des
zentralen Rennick-Gletschers errichtet wird, von wo aus mit Helikopterunterstützung gearbeitet
werden kann. Außerdem sind Projekte entlang der Rossmeerküste im Bereich des
Mariner-Gletschers und in Richtung David-Gletscher/ Drygalski-Eiszunge im Gespräch. Die
endgültige logistische „Reichweite“ von GANOVEX XI steht aber zum jetzigen Zeitpunkt noch
nicht fest.
27

Mittelfristige Planung der Polaraktivitäten der BGR
Andreas Läufer & Karsten Piepjohn
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR), Hannover
Die BGR führt seit 1979 festlandsgeologische Forschung in den Polargebieten durch.
Damals startete sie ihre erste Landexpedition GANOVEX I (German Antarctic North Victoria
Land Expedition), der bis heute neun weitere Expeditionen folgten. Außerdem organisierte
die BGR Expeditionen die Shackleton Range, in das zentrale Transantarktische Gebirge und
in die Ostantarktis (Dronning Maud Land, Lambert-Gletscher, Gamburtsev Subglacial Mountains).
Gemeinsames Ziel dieser Aktivitäten war und ist die Untersuchung der Kontinente und
ihrer Ränder, um Aufschlüsse über die Frühgeschichte der Erde zu erhalten, insbesondere über
die Bildung des Superkontinents Gondwana und dessen Vorläufer Rodinia, aber auch über
deren Zerfall und die Herausbildung des heutigen antarktischen Kontinents mit seinen Schelfgebieten.
Als Reaktion auf die veränderten politischen Verhältnisse nach dem Zusammenbruch
der Sowjetunion führt die BGR außerdem seit 1992 das Programm CASE (Circum-
Arctic Structural Events) in der bis heute noch weitgehend wenig erforschten Arktis durch.
Hauptziel von CASE ist die Erfassung, Aufnahme, Interpretation und Rekonstruktion der
plattentektonischen Vorgänge, die zur Bildung des Superkontinents Laurasia im Paläozoikum
und seinem Zerfall seit dem jungen Mesozoikum geführt haben. Eng damit verbunden
ist die Evolution großer Sedimentbecken im Zentrum Laurasias, die heute an den Rändern
des Polarmeeres aufgeschlossen sind.
In der Antarktis führte die BGR in der letzten Südsaison 2010/11 die Expedition GEA I
(Geodynamic Evolution of East Antarctica) in Kooperation mit dem AWI und dem Belgischen
Antarktisprogramm (BELARE) durch. GEA setzt die Aktivitäten der BGR im Dronning Maud
Land (GEOMAUD 1995/96) fort. In der kommenden Südsaison 2011/12 wird ebenfalls in
Kooperation mit dem AWI und BELARE die Expedition GEA II folgen. Außerdem sind die
Universitäten Bremen, Bergen (Norwegen) und Ghent (Belgien) beteiligt. Zielgebiet beider
Expeditionen ist Sør Rondane im östlichen Dronning Maud Land. Eine weitere Option für
eine dritte Kampagne GEA III ist im Augenblick noch offen, könnte aber in der Saison 2013/
14 folgen. In der Südsaison 2012/13 wird Südkorea - vorbehaltlich der Zustimmung der Antarktisvertragsstaaten
in Buenos Aires 2011 - mit dem Bau der Jang-Bogo-Überwinterungsstation
an der Terra Nova Bay im Rossmeer beginnen. Aus diesem Grund haben KOPRI und
BGR die Durchführung einer gemeinsamen GANOVEX XI vereinbart. Gleichzeitig mit dieser
Expedition werden notwendige Renovierungsarbeiten an der Gondwana-Station der BGR
durchgeführt. Die BGR wird sich außerdem in Kostenteilung mit dem AWI nach der
Teilnahme an den Bohrungen ANDRILL-MIS und -SMS auch an dem in Vorbereitung
befindlichen Projekt ANDRILL-Coulman High im Rossmeer beteiligen. Diese Bohrungen
28

werden voraussichtlich 2014/15 und 2015/16 (eventuell auch jeweils eine Saison früher)
durchgeführt werden.
In der Arktis befinden sich für 2011 mehrere Expeditionen in Vorbereitung. Im Juni/Juli wird
in Kooperation mit dem AWI das Projekt NOGRAM II (Northern Gravity and Aeromagnetics)
geflogen werden. Es soll eine detaillierte Kartierung (Magnetik, Gravimetrie) der Nordküste
Grönlands durchgeführt werden, um diese Daten direkt mit den Erkenntnissen der CASE-
Landexpeditionen zu vergleichen. Hauptaufgabe ist die wissenschaftliche Deutung und Interpretation
des Morris Jessup Plateaus und die Aufnahme der Struktur des passiven Kontinentalrandes
im Übergangsgebiet Land/See (Fortsetzung der Kap-Washington-Vulkanite).
Im Juli/August wird mit CASE 12/Vendom Fiord eine aerogeophysikalische und geologische
Expedition nach Ellesmere Island folgen. Hauptziel wird die mögliche südliche Fortsetzung
der entlang der Nares-Straße verlaufenden Wegener-Störung zwischen Ellesmere Island
und Grönland sein. Ebenfalls im Juli/August soll mit CASE 13 eine schiffs- und helikoptergestützte
Expedition zu den Neusibirischen Inseln in enger Kooperation mit VSEGEI in St.
Petersburg durchgeführt werden. Hierzu werden im Augenblick noch Genehmigungen
eingeholt und Vertragsverhandlungen durchgeführt. Seit einigen Jahren führt die BGR in
Kooperation mit anderen Institutionen kleinere Expeditionen in die arktischen Landgebiete
unter der Bezeichnung Little CASE durch. In diesem Zusammenhang ist für den arktischen
Sommer 2012 eine Expedition nach Spitzbergen geplant. Zielgebiet wird das Grundgebirge
südlich von Longyearbyen sein. Zusammen mit dem Geological Survey of Canada wird
entweder 2013 oder 2014 mit CASE 14/Pearya II eine Fortsetzung der CASE 11-Expedition
in das nördlichste Ellesmerere Island (Pearya) erfolgen. Diese Expedition wird in Kooperation
mit dem GSC durchgeführt werden. In der ferneren Zukunft, d.h. im Zeitraum 2015 bis
2016/17 laufen im Augenblick Gespräche mit dem GSC und dem Yukon Geological Survey,
im Rahmen von CASE Expeditionen in die Richardson Mountains im Grenzbereich
USA/Canada bzw. in die Brooks Range durchzuführen. Ebenfalls finden Überlegungen
innerhalb der BGR statt, nach CASE 2 1994 wieder im Norden Grönlands aktiv zu werden.
Ein genauer Zeitrahmen für diese Expeditionen ist zum jetzigen Zeitpunkt noch nicht
bekannt.
29

Erste Ergebnisse zur Hebungsgeschichte von Marie Byrd Land, West Antarktis
J. Lindow 1* , C. Spiegel 1 , F. Lisker 1 & K. Gohl 2
1 Department of Geosciences, University of Bremen
2 Alfred-Wegener-Institut, Bremerhaven
*Corresponding Author: lindow.julia@uni-bremen.de
Die Westantarktis ist eines der größten aktiven kontinentalen Rift-Systeme weltweit, in der
Größe vergleichbar mit dem ostafrikanischen Rift. Seit dem späten Mesozoikum trennt die
Spreizung die Ostantarktis vom westantarktischen Terran. Das führte zur Bildung einer geodynamisch
aktiven Region, die seit dem späten Oligozän geprägt ist von Magmatismus,
erhöhten Wärmeströmen und einer relativ dünnen Lithosphäre.
Nichtsdestotrotz ist nur wenig bekannt über die letzte Phase der Exhumierung in der Westantarktis.
Zu diesem Zweck nutzen wir Niedrigtemperatur-Thermochronologie, im Speziellen
Apatitspaltspurenuntersuchungen (AFT) und Apatit (U-Th-Sm)/He (AHe). Diese Methoden
sind ein nützliches Werkzeug, um Prozesse in den oberen 5 km der Kruste zu rekonstruieren
und deren thermische Geschichte zu verstehen. Die ersten Abkühlungsalter für die Walgreen
Coast (Marie Byrd Land) deuten auf eine langsame Exhumierung in der Kohler Range hin,
mit nicht mehr als 2 km Erosion seit der Kreidezeit. Im Gegensatz dazu ist die Dorrel Rock
Intrusion, welche an der östlichen Flanke des Marie Byrd Land Domes liegt, gekennzeichnet
durch eine schnelle Exhumierung von ca. 0,5 mm / Jahr (Rocchi et al., 2006) zwischen ~34
Ma und 30 Ma, gefolgt von einer Phase langsamer Erosion, die ebenfalls über die
Abkühlungsalter zu sehen ist und zuvor durch geomorphologische Analysen von Rocchi et
al. (2006) postuliert wurde. Die unterschiedliche thermische Prägung des Mount Murphy
Gebietes und der benachbarten Kohler Range deutet stark auf eine Verwerfung zwischen
diesen beiden Regionen hin.
Die Pine-Island-Bay, weiter im Osten, scheint hauptsächlich die letzte Phase des
Gondwanazerfalls zu dokumentieren, wie auch in der Kohler Range zu sehen. Jedoch die
Kombination des kreidezeitlichen AFT-Alters und der Feldspat-Ar-Ar-Daten (Reinhard
Werner, Pers. Komm.) mit den spät-kreidezeitlichen AHe-Daten impliziert eine sehr schnelle
Exhumierung um 97 Ma, gefolgt von nicht mehr als 0,02 mm/a Erosion seit 70 Ma.
Literatur:
Rocchi, S., LeMasurier, W., Di Vicenzo, G., 2006: Oligocene to Holocene erosion and glacial history in
Marie Byrd Land, West Antarctica, inferred from exhumation of the Dorrel rock intrusive complex and
from volcanomorphologies. Geological Society of America Bulletin, 118, 991-1005.
31

Das El´gygytgyn-Tiefbohrprojekt in NE-Sibirien: Zweite Ergebnisse
Martin Melles & El´gygytgyn Scientific Party
Im Rahmen des internationalen “El´gygytgyn Drilling Project” wurden im Winter 2008/09
Bohrungen in den Elgygytgyn-Krater abgeteuft, der vor 3,6 Mio. Jahren durch einen Meteoriteneinschlag
im nordöstlichen Sibirien entstanden ist. An der Lokation 5011-3, im
westlichen Einzugsgebiet des Elgygytgynsees, wurde ein 142 m langer Kern aus den gefrorenen
alluvialen Sedimenten gewonnen (Abb. 1). Die anschließenden Bohrungen an
der Lokation 5011-1 im Seezentrum wurden von der künstlich verdickten Eisdecke abgeteuft.
Sie erreichten die Seesedimentbasis in ca. 315 m Tiefe und stießen weitere ca.
200 m in die unterlagernden Impakt-Gesteine vor. Gemeinsam mit einem im Jahr 2003
erbohrten Kurzkern (Lz1024) konnten die drei Tiefbohrkerne in den obersten 150 m der
Seesedimentabfolge zu einem vollständigen Kernkomposit verschnitten werden. Die
unterlagernden Sedimente wurden dagegen aufgrund technischer Probleme und einmaliger
Durchteufung nur unvollständig gekernt.
Abb. 1: Schematischer Schnitt durch den Elgygytgyn-Krater mit den erbohrten Sedimenten
und Impakt-Gesteinen an den Lokationen 5011-1 und 5011-3 (Melles et al. 2011).
Die ersten Ergebnisse von den Tiefbohrkernen sind in Melles et al. (2011) dargestellt.
Paläomagnetische Daten von den Seesedimentkernen belegen, dass die obersten 150 m
der Abfolge das ausgehende Pliozän und das gesamte Quartär repräsentieren. Die Sedimentationsraten
nehmen vom Pliozän in das Quartär deutlich ab. Die höheren Sedimentationsraten
im Pliozän sind die Folge eines stärkeren klastischen Eintrages. Dieser ist zumindest
in der frühen Seephase auf fehlende Vegetation im Einzugsgebiet des Sees zurückzu-
32

führen. Erste Pollen treten erst mehrere Meter oberhalb der Impakt-Gesteine auf. Sie belegen
die allmähliche Kolonisierung des Kraters. Die anschließenden Vegetationswechsel
spiegeln eine erhebliche Variabilität der Temperaturen und Niederschläge im Verlauf des
Pliozäns wider. Der Übergang in das Quartär ist durch einen deutlichen Vegetationswechsel
gekennzeichnet, der jedoch nicht sehr plötzlich sondern eher graduell verlaufen ist.
Die quartären Sedimente im Elgygytgynsee sind bemerkenswert heterogen. Deutliche lithologische
Wechsel treten im Zentimeter- bis Dezimeterbereich auf. Nach den Kernbeschreibungen,
einschließlich der Auswertung von Röntgenaufnahmen, sowie Messungen der chemischen
Zusammensetzung (RFA-Scanner) und magnetischen Suszeptibilität (1 mm
Punktsensor), können zwei Arten von Ereignislagen und vier pelagische Sedimentfazies
unterschieden werden. Zu den kurzfristigen sedimentären Ereignissen zählen Ablagerungen
vulkanischer Aschen, die bis zu 7,4 cm dicke Tephralagen in den Sedimenten ausgebildet
haben. Es konnten bisher sieben Tephralagen identifiziert werden, die derzeit über Ihre
chemischen Signaturen datiert werden und damit zu einer Verbesserung des Altersmodells
beitragen können. Daneben treten wiederholt Ablagerungen aus Massenbewegungen auf.
Dabei handelt es sich überwiegend um Turbidite, die durch eine meist scharfe basale
Begrenzung und eine Gradierung von Sand bis Ton gekennzeichnet sind. Nach Juschus et
al. (2009) werden die Turbidite im Elgygytgynsee durch Trübewolken abgelagert, die durch
Rutschungen am Hang entstehen und aufgrund des flachen Seebodens in der Regel nicht
erosiv sind. Mit den Rutschungen, die in Ausnahmefällen die Kernposition erreicht haben,
können dagegen Erosionsprozesse in der Größenordnung von einem Meter verbunden sein.
Die vier pelagischen Sedimentfazies in den quartären Seesedimenten können unterschiedlichen
Klima- und Umweltszenarien zugeordnet werden, wobei die ersten drei Fazies
bereits in den kurzen Kernen von den Pilotstudien identifiziert und interpretiert worden waren
(Melles et al. 2007). Die erste Fazies ist durch dunkelgraue bis schwarze, fein laminierte (< 5
mm) Silte und Tone gekennzeichnet. Sie spiegelt Glazialzeiten wieder, in denen eine ganzjährige
Eisbedeckung eine Stratifizierung der Wassersäule und anoxische Bodenwasserbedingungen
bewirkt. Eine daraus resultierende Magnetit-Lösung bewirkt geringe Suszeptibilitäten
der Sedimente. Von dieser Fazies unterscheidet sich die zweite Fazies durch das
Auftreten von Sedimentklasten und höhere Si/Ti-Verhältnisse. Diese Charakteristika werden
auf trockenere Glazialzeiten zurückgeführt, bei denen durch die geringere Schneeauflage
eine höhere Primärproduktion durch Diatomeen unter dem Eis möglich ist, und die Sedimentklasten
durch den Eintrag von agglomerierten äolischen Sedimenten über Schmelzkanäle im
Eis entstehen. Die dritte Fazies ist durch bräunliche, homogene bis schwach stratifizierte
Silte gekennzeichnet. Sie spiegelt relativ warme Bedingungen wider, bei denen eine semipermanente
Eisdecke und die Erwärmung des Wassers eine Durchmischung des
Wasserkörpers ermöglichen. Als Folge davon ist das Bodenwasser sauerstoffführend, was
33

sich in hohen Suszeptibilitäten und auftretende Bioturbation in den Sedimenten ausdrückt.
Die vierte Fazies unterscheidet sich von der dritten Fazies durch das Auftreten einer feinen
Lamination und deutlich höhere Si/Ti-Verhältnisse. Diese Charakteristika lassen sich mit
ungewöhnlich warmen Klimabedingungen erklären, bei denen eine längere eisfreie Periode
und ein höherer Nährstoffeintrag aus dem Liefergebiet eine sehr hohe Primärproduktion
ermöglichen, die trotz der Durchmischung des Wasserkörpers zu einer zeitweiligen Zehrung
des Sauerstoffs im Bodenwasser führt. Diese Interpretation der vierten Fazies wird durch
erste, noch nicht veröffentlichte palynologische Ergebnisse von den Sedimenten aus den
Marinen Isotopenstadien (MIS) 11 und 31 gestützt. Die aus den Pollen- und Sporen-Vergesellschaftung
abgeleiteten Sommertemperaturen lagen zu den entsprechenden Zeiten bis zu
10°C über den heutigen Sommertemperaturen in der Region.
Die Impakt-Gesteine, die in den untersten 200 m an der Lokation 5011-1 erbohrt wurden,
sind noch nicht detailliert bearbeitet. Die Verteilung der Proben an die beteiligten Wissenschaftler
wurde erst im Mai 2010 auf einer Veranstaltung in Berlin, auf der Grundlage der
ausgelegten Kerne, festgelegt. Der Elgygytgyn-Krater stellt die einzige bisher bekannte
Impakt-Struktur auf der Erde dar, die in sauren vulkanischen Gesteinen angelegt ist. Die
Untersuchung der Ausgangsgesteine und Impakt-Schmelzen bietet daher einzigartige
Möglichkeiten, die Schock-Metamorphose von diesen Gesteinen zu untersuchen. Damit
eröffnen sich wichtige Vergleichsmöglichkeiten mit extraterrestrischen Sytemen. Darüber
hinaus werden aus der Bearbeitung des Kernmaterials Informationen zu Größe und
Zusammensetzung des Asteroiden erwartet, der den Krater geschaffen hat, sowie zur
Energiemenge, die bei dem Einschlag freigesetzt wurde. Nach den bisher vorliegenden
Ergebnissen bestehen die obersten etwa 100 m der Impakt-Kerne aus einer suevitischen
Brekzie. Diese ist durch das Auftreten von Schmelzgläsern sowie Gesteinsfragmenten aus
unterschiedlichen Niveaus der Ausgangsgesteine gekennzeichnet. Die suevitische Brekzie
überlagert geschockte und lokal brekzierte Ausgangsgesteine, die während des Impaktereignisses
gehoben wurden.
Der Permafrost-Kern 5011-3 aus dem westlichen Einzugsgebiet des Elgygytgynsees besteht
überwiegend aus sandigen Kiesen. Er ist durchgehend gefroren, mit Grundeisgehalten von
etwa 10 bis 20 %. Das bestätigt Modellierungsergebnisse, nach denen sich die Grenze zum
ungefrorenen Talik unter dem See etwa senkrecht in die Tiefe erstreckt, bis die Permafrosttiefe
in einigen hundert Metern Tiefe erreicht ist (Abb. 1). In den obersten 10 m der Sedimentabfolge
spiegeln die Pollenvergesellschaftungen und Isoptopenverhältnisse des Grundeises
die Klimageschichte seit dem Allerød-Interstadial vor etwa 13.000 Jahren recht gut
wider. Unterhalb dieser Tiefe treten Pollen nur noch vereinzelt auf. Die wenigen Funde deuten
darauf hin, dass die Sedimentabfolge sehr diskontinuierlich ist, und dass die Grenze zum
Pliozän oberhalb von 62 m Sedimenttiefe liegen könnte. Auch die Variationen in den Sauer-
34

stoff-Isotopenverhältnissen nehmen in der Tiefe von 10 m deutlich ab. Sie tendieren zu
negativeren Werten, jedoch nicht so negativ, wie es für glazialzeitliche Bildungen zu erwarten
wäre. Daher wird angenommen, dass das Grundeis oberhalb von 10 m durch
meteorischen Niederschlag gespeist wurde, während es unterhalb von 10 m gefrorene
Porenwässer von Seesedimenten darstellt. Das impliziert eine beckenwärtige Verlagerung
der Permafrostgrenze als Folge einer Seespiegelabsenkung sowie ein jüngeres Alter dieses
Grundeises im Vergleich zu den umschließenden Sedimenten.
Zitierte Literatur:
Juschus O., Melles M., Gebhardt A.C. & Niessen F. (2009): Late Quaternary mass movement events
in Lake El´gygytgyn, NE Siberia. - Sedimentology, 56: 2155-2174.
Melles M., Brigham-Grette J., Glushkova O.Y., Minyuk P.S., Nowaczyk N.R. & Hubberten H.W.
(2007): Sedimentary geochemistry of core PG1351 from Lake El'gygytgyn - a sensitive record of
climate variability in the East Siberian Arctic during the past three glacial-interglacial cycles. -
Journal of Paleolimnology, 37: 89-104.
Melles M., Brigham-Grette J., Minyuk P., Koeberl C., Andreev A., Cook, T., Fedorov G., Gebhardt C.,
Haltia-Hovi E., Kukkonen M., Nowaczyk N., Schwamborn G., Wennrich V. & El´gygytgyn
Scientific Party (2011): The El´gygytgyn Scientific Drilling Project – conquering Arctic challenges
through continental drilling. - Scientific Drilling, 11: 29-40.
35

Neue thermochronologische Daten von der Eisenhower Range im Nord-
Viktoria-Land
J. D. Prenzel 1* , F. Lisker 1 , M.L. Balestrieri 2 , A. Läufer 3 & C. Spiegel 1
1
Universität Bremen, FB5 Geowissenschaften – Geodynamik der Polargebiete, Klagenfurter
Straße, 28359 Bremen, Deutschland
2
CNR, Institute of Earth Sciences and Earth Resources, Via La Pira 4, 50121 Florenz, Italien
3
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe, Stilleweg 2, 30655 Hannover,
Deutschland
*E-Mail: jprenzel@uni-bremen.de
Das Transantarktische Gebirge repräsentiert die höchste riftbezogene Gebirgskette der
Erde. Durch das weitgehende Fehlen von Sedimentgesteinen beruht die regionale Hebungsund
Exhumierungsgeschichte hauptsächlich auf thermochronologischen Untersuchungen.
Apatit-Spaltspurdaten entlang des Transantarktischen Gebirges wurden bisher in Form von
drei Hebungsphasen, in der frühen Kreide, der späten Kreide und dem Känozoikum,
interpretiert [1]. Dieses Konzept steht allerdings im Widerspruch zu der oberflächennahen
Intrusion jurassischer Gesteine, der stratigraphischen Position der jüngsten mesozoischen
Schichten innerhalb des Transantarktischen Gebirges sowie thermischen Randbedingungen.
Unter Berücksichtigung dieser Beobachtungen wurde ein neues Modell eingeführt, welches
die Existenz eines Sedimentbeckens im Jura und Paläozän auf der kontinentalen Kruste
zwischen Australien und dem westlichen Rossmeer annimmt, und in der Eisenhower Range
getestet wird.
Die Eisenhower Range bildet einen ~70 km langen und bis zu 3000 m hohen Gebirgszug in
Nord-Viktoria-Land. Die Datensätze von drei vertikalen Profilen in dieser Region in Höhen
zwischen 430 und 2620 m zeigen eine deutliche Korrelation zwischen Spaltspurenalter und
topographischer Höhe. Die Altersverteilung und die damit verbundenen Paläotemperatur-
Proxies deuten den Beginn einer plötzlichen Abkühlung im frühen Paläozän an, und
bestätigen die postulierte känozoische Exhumierungsphase des Transantarktischen Gebirges
[2]. Die Anwesenheit von vor ~180 Ma oberflächennah intrudierten subvulkanischen
Gesteinen unmittelbar über dem beprobten und analysierten Basement, erfordert eine
Versenkung der Eisenhower Range zwischen Jura und frühem Paläozän. Wir vermuten,
dass die Eisenhower Range innerhalb eines umfangreichen Intra-Gondwana Beckens lag
und heute durch den Zerfall Gondwanas und dem fortschreitenden Auseinanderdriften der
Antarktis und Australien das Escarpment eines zurückgezogenen passiven Kontinentalrandes
bildet. Thermische Modellierungen der regionalen thermochronologischen Datensätze
werden es ermöglichen, den Zeitpunkt der Beckenentstehung zu quantifizieren sowie
die Tiefe, Ausdehnung und Geometrie des Beckens zu rekonstruieren.
36

Referenzen
[1] Fitzgerald P.G. (2002). Tectonics and landscape evolution of the Antarctic plate since the breakup
of Gondwana, with an emphasis on the West Antarctic Rift System and the Transantarctic Mountains.
Royal Society of New Zealand Bulletin. 35. 453-469.
[2] Fitzgerald P.G. and Gleadow A.J.W. (1988). Fission track geochronology, tectonics and structure
of the Transantarctic Mountains in Northern Victoria Land, Antarctica, Isotope Geoscience, 73, 169-
198.
37

Provenance of rocks from the Yermak Plateau: Geochemical and petrographic
constraints
F. Riefstahl 1* , S. Estrada 2 , W. Geissler 3 , W. Jokat 3 , H. Kämpf 4 , P. Dulski 4 , R. Naumann 4 &
C. Spiegel 1
1 Department 5 Geosciences, University of Bremen.
2 Federal Institute for Geosciences and Natural Resources, Hannover.
3 Alfred- Wegener Institute for Polar and Marine Research, Bremerhaven.
4 Deutsches GeoForschungszentrum Potsdam, Potsdam.
*E-Mail: flo_rief@uni-bremen.de
23 rock samples of two dredges from the Yermak Plateau taken during Polarstern Expedition
ARK-XX/3 in 2004 are studied for their petrography and geochemistry. The aim of the study
is to gain insight into the provenance of those rocks. This may also provide indications on the
origin of the Yermak Plateau, which may be composed of stretched continental crust, of
oceanic crust, or both. The rock types vary in both dredges. Magmatic rocks are abundant in
both dredges. Additionally, the northern dredge contains more metamorphic rocks and the
southern dredge contains red sandstones.
For the metamorphic rocks from the northern dredge a clear distinction between in-situ rocks
or ice-rafted debris is not possible. The chlorite-bearing quartzofeldspathic red sandstones
from the southern dredge seem to originate from the Yermak Plateau. Most of the magmatic
rocks from both dredges (mainly basaltic rocks including an evolved peralkaline trachyte) are
highly enriched in REE and enriched in incompatible elements normalized to primitive
mantle. They show within-plate alkaline basaltic character. The geochemical and geotectonic
similarities to the Hansen Point volcanics (northern Ellesmere Island) indicate an ice-rafted
transport. However, a 40 Ar- 39 Ar age obtained on biotite of alkaline basalt provides an
emplacement age of 51.4 ± 0.5 Ma, significantly younger than the formation age of the
Hansen Point volcanics. This age is in agreement with the oldest magnetic anomalies in the
Eurasia Basin. These alkaline magmatic rocks seem to originate from the Plateau. In contrast,
a tholeiitic basalt sample from the southern dredge is interpreted as ice-rafted debris
from the continental flood basalts of Franz Josef Land. A quartz porphyry sample from the
northern dredge is probably ice-rafted from Nordaustlandet, Svalbard. The red sandstones
together with the alkaline basalts in the southern dredge indicate that this part of the Yermak
Plateau (Sverdrup Bank) consists of continental crust affected by rift-related magmatism.
38

Untersuchung der Krustenstruktur im Küstenbereich von Nord-Viktoria-Land,
Antarktis, mittels gravimetrischer und magnetischer 3D-Modellierung
Schindler, Peter; Jentzsch, Gerhard
(Friedrich-Schiller-Universität Jena, Institut für Geowissenschaften)
Damaske, Detlef; Läufer, Andreas
(Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe, Hannover)
Die heutigen Kontinente Australien und Antarktika begannen vor ca. 95 Ma, auseinander zu
driften. In Verbindung mit den Rift-Vorgängen entlang des heutigen südöstlichen Indisch-
Australischen Rückens entstanden dabei große Störungs- bzw. Bruchzonen-Systeme.
Entlang großer Gletscher, insbesondere des Rennick- und des Matusevich-Gletschers, sind
solche Störungssysteme auch an Land zu finden (Abb. 1). Ob die Störungssysteme an Land
und vor der Küste miteinander in Verbindung
stehen, ist jedoch unklar.
39
Abb. 1:
Die Karte zeigt eine Skizze der geologischen
Struktur der Region zwischen Australien und
Antarktika. Von besonderem Interesse ist die
Region zwischen 150°E und 180°E. Dort ist
eine mögliche Verbindung der Störungen an
Land (Matusevich- und Rennick-Gletscher, M
bzw. R) und vor der Küste angedeutet (Kleinschmidt
& Läufer, 2006).
Anhand von kombinierten 3d-Modellierungen gravimetrischer und magnetischer Anomalien
soll ein Beitrag zur Klärung des strukturgeologischen Aufbaus dieser Region geleistet werden.
Als Datengrundlage dient dabei einerseits das aktuelle Freiluftschwere-Grid des Danish
National Space Center (Andersen et al., 2008b), ergänzt durch topographische und bathymetrische
Daten (Andersen et al., 2008a) sowie Informationen zur Eisbedeckung. Andererseits
finden die Ergebnisse terrestrischer Schwere- und aeromagnetischer Messungen
Verwendung, die im Rahmen mehrerer Expeditionen der Bundesanstalt für Geowissenschaften
und Rohstoffe (BGR) im Rahmen des seit 1979 laufenden GANOVEX-Programms
(German Antarctic North Victoria Land Expedition) erfolgten (Reitmayr, 2003; Damaske et
al., 2003).
Um eine geeignete Datenbasis für die Modellierung zu erhalten, ist es notwendig, vorab die
Daten aufzubereiten und Datensätze aus verschiedenen Quellen zu vereinheitlichen. Dies
umfasst im Falle der Gravimetrie vor allem die Berechnung der verschiedenen Korrekturen,
um aus der Freiluftanomalie die vollständige Bouguer-Anomalie zu ermitteln; dazu ist es

auch nötig, die Schwerewirkung der Eismassen auf dem antarktischen Festland zu berücksichtigen.
In einem ersten Schritt ist bereits eine Karte der einfachen Bouguer-Anomalie erstellt
worden, d.h. es wurde eine ebene Bouguer-Platte mit der Standard-Dichte von 2,67 g/cm³
abgezogen (Abb. 2). Vor allem an Land wurde damit teils deutlich zu viel abgezogen, da
Gletschereis nur eine Dichte von 0,87 g/cm³ aufweist. Entsprechend erscheint die Anomalie
an Land auch deutlich negativ, während sie vor der Küste mit zunehmender Wassertiefe immer
höhere Werte annimmt.
Literatur:
40
Abb. 2:
Einfache Bouguer-Anomalie,
berechnet aus der Freiluftschwere
des DNSC
(Andersen et al., 2008b).
Die Anomalien an Land
sind aufgrund der verwendeten
Reduktionsdichte,
die die Dichte von Gletschereis
deutlich übersteigt,
zu extrem. Die Konturlinien
geben die Topographie
bzw. Bathymetrie
wieder (Andersen et al.,
2008a).
Andersen, O. et al. (2008a). The DNSC08 global Mean Sea Surface and Bathymetry. EGU 2008,
Wien.
Andersen, O. et al. (2008b). The DNSC08 Ocean wide altimetry-derived Gravity Field. EGU 2008,
Wien.
Damaske, D., F. Ferraccioli & E. Bozzo (2003). Aeromagnetic Anomaly Investigations along the
Antarctic Coast between Yule Bay and Mertz Glacier. Terra Antartica 10(3), 85-96.
Kleinschmidt, G. & A. Läufer (2006). Antarktis und Australien, die nahezu Unzertrennlichen. In: Wefer,
G. (Hg.), Expedition Erde, 2. Aufl., 44-55.
Reitmayr, G. (2003). Continuation of Gravity Measurements in Victoria Land and at the Oates Coast,
Antarctica, during GANOVEX VII. Geol. Jb. B95, 209-235.
Wessel, P. & W. Smith (1991). Free Software Helps Map and Display Data. EOS Trans. 72(41), 441.

Erosion history of the Canadian Arctic margin: First results of the CASE-11
Expedition
Cornelia Spiegel 1 , Frank Lisker 1 , Nina Dörr 1 & Karsten Piepjohn 2
1 Universität Bremen, Fachbereich 5 – Geowissenschaften
2 Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe, Hannover
The tectonic history of the Canadian Arctic is mainly influenced by the opening of the Arctic
ocean during the Mesozoic, and by northward movements of Greenland resulting from
spreading of the North Atlantic and Baffin Bay during the Cretaceous to Eocene (Eurekan
orogeny). Its detailed evolution, however, is still poorly constrained. For this study we
collected samples from the Pearya terrane for apatite fission track (AFT) and (U-Th-Sm)/He
(AHe) analysis during the CASE-11 expedition in 2008. Peary is situated at the northern rim
of Ellesmere Island (Canadian Arctic) and thus forms the northern margin of the American
continent. AFT and AHe thermochronology records cooling of rocks through the upper ~5 to
1 km of the continental crust and is thus capable of monitoring vertical movements related to
erosion and exhumation, subsidence, and fault activities. The goal of our study is (i)
reconstructing the erosion history of Pearya in response to tectonic and / or climatic
processes, and (ii) understanding the relation between structural evolution and long-term
geomorphic evolution. First AFT ages cluster exclusively around 40 Ma, regardless whether
they are derived from crystalline exposures or from modern sand samples taken from glacial
outlets. All AHe ages measured so far cluster around 30 Ma. These ages are in marked
contrast to the mainly Jurassic to Cretaceous AFT and AHe ages of NW-Svalbard, although
NW Svalbard is assumed to have formed the eastern continuation of Pearya during the
Eocene. However, Eocene AFT ages are also reported from central Ellesmere Island and
Axel Heiberg Island (e.g., Arne et al., 2002, Zentilli et al., 2008). Here, these ages are clearly
related to structural lineaments and associated vertical movements during the Eurekan
Orogeny. In Pearya, by contrast, brittle tectonic activity mainly involves dextral strike-slip
movements with no indications for significant vertical offset. An alternative, non-tectonic
explanation for the AFT and AHe age pattern of Pearya would be erosion due to glacial
activity. It was long assumed that northern hemisphere glaciation only started during the
middle Miocene. However, a recent publication by Tripati et al. (2008) reports the occurrence
of ice rafted debris in Eocene sediments from the Greenland Sea, suggesting glaciation
since at least 44 Ma. The two maxima of drop stone occurrences in these sediments are at
~40 and 30 Ma, in agreement with the AFT and AHe age clusters from Pearya. Furthermore,
AFT ages from East Greenland are also similar to those from Pearya, but only in the vicinity
of large geomorphic features such as fiord systems (Hansen et al., 2001). If our hypothesis is
correct and the ages from Pearya reflect glacial erosion rather than Eurekan tectonics, then
this would mean that northern Ellesmere Island and probably parts of North and East
41

Greenland would have experienced glaciation already during the Eocene, whereas the
northern margin of Svalbard would have remained largely unglaciated.
References:
Arne, D., Grist, A., Zentilli, M., Collins, M., Embry, A., Gentzis, T., 2002: Cooling of the Sverdrup
Basin during Tertiary basin inversion: implications for hydrocarbon exploration. Basin Research
14, 183-205.
Hansen, K., Bergmann, S., Henk, B., 2001: The Jameson Land Basin (east Greenland): a fission track
study of the tectonic and thermal evolution in the Cenozoic north Atlantic spreading regime.
Tectonophysics 331, 307-339.
Tripati, A., Eagle, R., Morton, A., Dowdeswell, J, Atkinson, K., Bahé, Y., Dawber, C., Khadun, E.,
Shaw, R., Shorttle, O., Thanabalasundaram, L., 2008: Evidence for glaciation in the northern
hemisphere back to 44 Ma from ice-rafted debris in the Greenland Sea. Earth and Planetary
Science Letters 265, 112-122.
Zentilli, M., Grist, A., Williamson, M., 2008. The Stolz Thrust and its connection with the Eocene
Metasequoia fossil forest of Axel Heiberg Island, Canadian Arctic Archipelago: apatite fission
track evidence. Abstract Volume of the International Thermochronology Meeting in Anchorage,
Alaska.
42

Southern Hemisphere Temperature and Global Sea-Level Rise Since the Last
Glacial Maximum
M. E. Weber 1 , G. Kuhn 2 , P. U. Clark 3 , D. Sprenk 1
1
Institute of Geology and Mineralogy, Zuelpicher Str. 49a, 50935 Cologne, Germany,
michael.weber@uni-koeln.de
2
Alfred-Wegener-Institute for Polar and Marine Research, Am Alten Hafen 26, 27568
Bremerhaven, Germany
3
Oregon State University, 104 Wilkinson Hall, Corvallis, OR 97331-5506, USA.
Reconstruction of the last global sea level rise faces uncertainties because only a few robust
results are available for Antarctic ice sheets. Modeling studies reconstruct a late ice-sheet
retreat starting around 12 ka BP and ending around 7 ka BP with a large impact of an
unstable West Antarctic Ice Sheet (WAIS) and a small impact of a stable East Antarctic Ice
Sheet (EAIS). However, two regions in the Atlantic sector of the Southern Ocean provide
evidence that Antarctica responded much earlier and possibly provided a significant
contribution to the last sea-level rise.
On the continental slope of the southeastern Weddell Sea, varved sediment preserverd
during the Last Glacial Maximum (LGM), indicative for intense, seasonally variable bottomwater
production, presumably caused by brine injection in polynias and shelf-ice plowing in
front of the ice shelf, which had advanced toward the shelf edge. The following postglacial
bioturbated mud favors at least partially open surface water and occasionally intensified
iceberg calving. The termination of varvation marked the retreat of the EAIS from the shelf
edge around 19 ka BP. The timing coincides with Meltwater Pulse 19 ka from the Northern
Hemisphere (NH) and with the initiation of the temperature increase over East Antarctica.
After a short ice re-advance, a second retreat occurred around 16 ka – also a time of
enhanced global sea-level rise and a period when glaciers rapidly retreated in Patagonia.
Sediments from the central Scotia Sea are located in the prolongation of the “iceberg alley”,
where icebergs exit the Weddell Sea to the north. Accordingly, this is an excellent location to
trace ice-sheet dynamics. Sites MD07-3134 and MD07-3133 document four phases of
enhanced iceberg activity as indicated by the amount of small ice-rafted debris (IRD) at 19.5,
16.5,14.5, and 12 ka. The first two are most likely related to the two ice-sheet retreat signals
documented by the Weddell Sea sites. The third phase relates to Meltwater Pulse 1A; the
fourth phase falls roughly into period of the Younger Dryas.
Since all four phases manifested at times when atmospheric temperature rise over East
Antarctica accelerated, we interpret all phases as ice-sheet retreat signals. Since models can
43

only produce a fraction of the required global meltwater from NH ice sheets, and most
phases relate to prominent global meltwater pulses, there is also indication that Antarctica
contributed a substantial amount of meltwater to global sea-level rise during the four phases,
with the EAIS as a major contributor during the first three phases, and the WAIS contributing
mainly to the last phase when the Antarctic Cold Reversal had ended. In any case, our study
shows that the oceanic record in the Weddell and Scotia Seas, the atmospheric temperature
development over East Antarctica, and global sea-level rise are closely related, with possibly
severe impacts on future climate and ice-sheet modeling studies.
44